课程建设
电路原理图的绘制、印刷电路板（PCB）图的设计绘制、印刷电路板的制作、电路的焊接装配调试是本专业方向学生的基础技能。实际的电子电路工程项目、产品设计开发，最后都要设计绘制出电路原理图和PCB图作为技术资料，制作出印刷电路板，焊接装配上元器件并经测试调试后最终完成产品开发。本课程即为专门为学生学习掌握这些技能的实训课程，实践性非常强。
本课程为学生理解电路设计制作基本方法和培养基本实践技能而设置。主要讲授和实践借助电路CAD设计软件，进行电路原理图的绘制、印刷电路板图的设计和绘制，并用热转印法或感光电路板法手工制作出印刷电路板，完成手工焊接、装配、调试，最终制作出一个小型实用电子产品成品。
本课程以电路的分析、应用为前期基础，培养学生掌握用Altium Designer等计算机辅助设计软件按照电路设计的一般流程，并遵循设计原理和行业规范，将电路图纸转换为印刷电路板的能力。学生应具有模拟数字电路的基本知识，将其与应用结合起来思考，重视动手实践。
本课程的教学目标主要包括以下四点：
(1) 能够熟练使用Altium Designer软件绘制规范的单页、多页、层次原理图；
(2) 了解工业化生产印刷电路板的工艺流程，理解印刷电路板图的设计原则，能够熟练使用Altium Designer软件设计和绘制单面和双面电路板图；
(3) 了解工业化生产印刷电路板的工艺流程，掌握简化工艺的的感光电路板法手工制板方法；
(4) 结合先修课程的知识和技能，完成小型电子产品的手工焊接、装配和调试，制作出成品。
教学内容安排
序号 |
课内 学时数 |
课内教学内容 |
教学目标 |
教学方法 |
教学评价 |
1 |
2 |
Altium Designer简介； 单页电路原理图设计。 |
● 理解电路设计的一般流程； ● 独立完成给定电路原理图的绘制。 |
讲授（配以实物照片）； 操作演示； 常见问题列表。 |
绘制练习用原理图，以及后续电子产品的原理图 |
2 |
1 |
自定义原理图元件 |
● 熟练掌握自定义原理图元件的方法 |
讲授； 操作演示； 常见问题列表。 |
自定义绘制后续电子产品原理图的元件 |
3 |
1 |
多页、层次原理图设计 |
● 会阅读技术资料中的多页、层次原理图； ● 熟练掌握多页原理图的绘制方法； ● 掌握简单的层次原理图的绘制方法。 |
讲授（配以国外企业产品技术资料）； 操作演示； 常见问题列表。 |
问题解答 |
4 |
2 |
PCB简介； 单面、双面PCB设计 |
● 熟悉各类PCB的特点，理解工厂PCB制造工艺流程及其与PCB图设计的相关环节相关元素的对应关系； ● 理解各个设计层的物理意义，理解与掩膜层相关的机器焊接工艺流程； ● 独立完成给定PCB图的绘制。 |
讲授（配以实物、照片、动画和视频）； 操作演示； 常见问题列表。 |
绘制练习用PCB图，以及后续电子产品的PCB图； 问题解答。 |
5 |
1 |
PCB布局布线指南 |
● 理解PCB布局布线的基本原则； ● 对给定电路原理图，采用合理的PCB布局布线方法独立完成其PCB设计。 |
讲授（配以产品PCB布局布线示例）； 常见问题列表。 |
学生作品点评； 问题解答。 |
6 |
2 |
自定义PCB封装 |
● 熟悉各种常见PCB封装的特点； ● 熟练掌握向导方式和直接绘制方式自定义PCB封装的方法。 |
讲授（配以实物、照片）； 操作演示； 常见问题列表。 |
自定义绘制后续电子产品PCB图的封装 |
7 |
2 |
焊接原理简介； 直插式元件手工焊接。 |
● 理解锡焊的机理、特点、条件、设备、工艺； ● 熟练掌握直插式元件手工焊接（/拆焊）的方法和要点。 |
讲授（配以实物、照片、动画和视频）； 操作示范； 常见问题列表。 |
手工焊接练习板 |
8 |
1 |
表贴式元件手工焊接 |
● 熟练掌握表贴式元件手工焊接（/拆焊）的方法和要点，包括0603、SOT23、SSOP、TSSOP、QFP等精细贴片元件。 |
讲授（配以实物、照片、动画和视频）； 操作示范； 常见问题列表。 |
手工焊接练习板 |
9 |
1 |
电路板制造工艺简介 |
● 了解PCB制造的若干简易方法； ● 理解工厂PCB制造工艺流程及其与PCB图设计的相关环节相关元素的对应关系。 |
讲授（配以实物、照片、动画和视频） |
问题解答 |
10 |
1 |
感光电路板法手工制板技术 |
● 理解感光电路板法手工制板工艺基本流程及高级工艺； ● 掌握感光电路板法手工制作中密度双面板的方法和要点。 |
讲授（配以实物、照片和视频）； 操作示范； 常见问题列表。 |
个人完整实践整个流程 |
11 |
1 |
高级制板技术 |
● 理解感光电路板法手工制板及实验室制板的高级工艺技术 |
讲授（配以实物、照片和视频） |
发挥性研讨 |
12 |
1 |
实用电子产品制作 |
● 在自己设计制作的PCB板上焊接散件元件，并完成装配、测试、调试等工作，制作出成品。 |
讲授； 操作要点示范； 常见问题列表。 |
个人完整实践整个流程 |
合计 |
16 |
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视频规划
课程数量 |
16 |
预计总时长 |
480分 |
视
频
情
况 |
序号 |
知识点名称 |
时长 |
主讲教师 |
1 |
Altium Designer简介 |
10 |
徐迎晖 |
2 |
单页原理图设计 |
40 |
王永华 |
3 |
自定义原理图元件 |
40 |
王永华 |
4 |
多页原理图设计 |
10 |
王永华 |
5 |
层次原理图设计 |
20 |
王永华 |
6 |
印刷电路板（PCB）简介 |
30 |
徐迎晖 |
7 |
单面、双面PCB设计 |
40 |
徐迎晖 |
8 |
PCB布局、布线指南 |
30 |
徐迎晖 |
9 |
自定义PCB封装 |
40 |
徐迎晖 |
10 |
焊接原理简介 |
20 |
徐迎晖 |
11 |
直插式元件手工焊接 |
30 |
徐迎晖 |
12 |
表贴式元件手工焊接 |
40 |
徐迎晖 |
13 |
电路板制造工艺简介 |
20 |
徐迎晖 |
14 |
感光电路板法手工制板技术 |
40 |
徐迎晖 |
15 |
高级制板技术 |
40 |
徐迎晖 |
16 |
实用电子产品制作 |
30 |
徐迎晖 |
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建设措施
将本课程计划最终建设为学堂在线或类似网站的上线课程，并持续开设若干年。面向电气与电子工程类各本科、专科、高职专业学生，同时适用于广大电子爱好者。首先基于校内的慕课服务平台建设，覆盖自动化学院及国际教育学院的电子电路CAD实训课程教学，同时作为选修课面向全校有兴趣的学生。然后面向以广州大学城为主的广东高校共享推广，在此阶段发挥每年一度的广州大学城校际实验技能大赛的影响力，继续安排本课程相关的竞赛项目。经过充分完善改进后，面向全国高校以及社会共享推广，通过上线并持续开设的MOOC课程、网络共享的教学资料，以及全国性教学研讨会议发挥影响力，达到兄弟院校相同课程的标杆水平。
本课程将提供高效的、原理与实践深入结合的、规范的高质量教学内容，使广大受众真正掌握借助电子电路CAD软件最终完成实用电子产品设计制作的各环节技能。
本MOOC课程的建设已获得校级本科教学工程项目，且获得了自动化学院实验教学示范中心的相关自制设备建设项目。学生参与本课程相关的科技创新活动也可申请项目经费支持。校院级现有经费及可能的追加费用，再加上本项目申请的经费，预计接近十万元，这些经费预算将能较好地用于完成本MOOC课程的建设。
